JPH08309359A - 被処理水の電気化学的処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理水を固定床型三次元電極電解槽に導入
して電気化学的に処理するに当たり、電解槽の電極に接
触した微生物の殺菌のみならず、電極に接触しない微生
物及び電解槽に接続された配管内壁で繁殖している微生
物の殺菌をも行う。 【構成】 ハロゲン化アルカリ金属塩及びハロゲン化ア
ンモニウム塩から選択される水溶性塩を被処理水に添加
する。例えば、被処理水導入管３２に薬剤注入ポンプ３
４を連結し、薬剤注入ポンプ３４から被処理水導入管３
２を流れる被処理水に水溶性のハロゲン化アルカリ金属
塩又はハロゲン化アンモニウム塩を添加した後、被処理
水を固定床型三次元電極電解槽３０に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、写真処理液、プール
水、製紙洗浄水、熱交換器の冷却水、ガス吸収塔（スク
ラバー）の吸収水、水道水、養魚用水、浴場水等の被処
理水の処理方法に関し、さらに詳述すると、固定床型三
次元電極電解槽を用いた電気化学的処理によって前記被
処理水中に含まれる微生物を殺菌する電気化学的処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水や水溶液（以下単に水ということもあ
る）の使用あるいは供給を行う各種の設備において、水
中に発生した微生物に起因する種々の不都合が生じる。
その具体例は、例えば下記(a)〜(g)の通りである。

【０００３】(a)発色現像等の写真処理工程において
は、発色現像液等の各種写真処理液中に微生物が繁殖
し、それによって写真処理液の性能劣化や写真画像の品
質劣化が生じることがある。 (b)プールでは、プール水中に微生物が繁殖すると、安
全性の点で問題が生じる。 (c)製紙工程では、パルプを水で洗浄することにより不
要成分を除去しているが、この洗浄水中に繁殖した微生
物が最終製品中に残存すると、製品の品質が低下する。 (d)ビルやマンションでは、冷暖房設備用熱交換器の冷
却水中に微生物が繁殖すると、微生物やその排出物が熱
交換器の熱交換面に付着してその性能を低下させたり、
配管内壁に付着して配管を閉塞させたりすることがあ
る。 (e)吸収水とガスとを接触させてガス中の有害成分を吸
収水に吸収させるガス吸収塔（スクラバー）では、吸収
水中に微生物が繁殖すると、微生物やその排出物がガス
吸収塔の内部に設置された多孔板やミストキャッチに付
着して、それらの閉塞障害を引き起こすことがある。 (f)魚類の養殖場では、養魚用水中に微生物が繁殖する
とそれが魚類を汚染し、魚類の商品価値を低下させる。 (g)家庭用浴槽や公衆浴場の浴場水中に微生物が繁殖す
ると、安全性の点で問題が生じる。

【０００４】上述した水中に発生した微生物に起因する
不都合は、水を循環して再使用する設備では、水中で微
生物が増殖するため、特に顕著である。

【０００５】従来、上記のような不都合を回避するため
に被処理水に含まれる微生物を殺菌する方法としては、
被処理水に殺菌剤、防黴剤等の殺菌用薬剤を添加する方
法が主流である。

【０００６】しかし、被処理水に殺菌用薬剤を添加する
方法では、薬剤の消費によってランニングコストが高く
なるとともに、薬剤による弊害が発生することがあっ
た。また、同じ薬剤を続けて使用していると、その薬剤
に対する耐性菌が発生し、別の薬剤を選択する必要が生
じるため、殺菌処理が煩雑になるという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これに対し、被処理水
に殺菌用薬剤を添加する方法の問題点を解消するため、
薬剤を用いない殺菌方法として、被処理水を固定床型三
次元電極電解槽（後述）に導入し、被処理水を上記電解
槽で電気化学的に処理することにより、被処理水中に含
まれる微生物を殺菌する方法が提案されている。

【０００８】この方法では、被処理水導入管から固定床
型三次元電極電解槽に被処理水を導入するとともに、電
解槽で微生物を殺菌した処理水を処理水排出管から排出
して、この水を各種設備（例えば写真処理槽やガス吸収
塔）あるいは需要者（例えば水道利用者）に供給する。
また、被処理水導入管の流入端を各種設備に接続して、
水を固定床型三次元電極電解槽で殺菌しつつ前記設備で
循環再使用することもある。

【０００９】しかし、固定床型三次元電極電解槽を用い
る殺菌方法は、後述するように電解槽の給電用電極や固
定床型三次元電極に接触した微生物のみを殺菌するもの
であるため、電極に接触しない微生物は殺菌されずに電
解槽を通過する。そのため、被処理水に含まれる微生物
を完全に殺菌することができないものであり、その結果
下記のような問題が生じていた。

【００１０】電解槽より下流の配管の内壁に電解槽を
通過した微生物が付着してそこで繁殖し、この微生物に
起因する不都合が生じる。 水を電解槽で殺菌しつつ循環再使用するようにした場
合、電解槽より上流及び下流の配管の内壁に電解槽を通
過した微生物が付着してそこで繁殖し、この微生物に起
因する不都合が生じる。

【００１１】ところが、固定床型三次元電極電解槽を用
いる殺菌方法では、電解槽に接続された配管内に巣くっ
ている微生物は電解槽の電極に触れることがなく、この
微生物を殺菌することができないので、前記、の問
題を解消することができなかった。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、被処理水を固定床型三次元電極電解槽
に導入して電気化学的に処理するに当たり、電解槽の電
極に接触した微生物の殺菌のみならず、電極に接触しな
い微生物及び電解槽に接続された配管内に巣くっている
微生物の殺菌をも行うことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、固定
床型三次元電極電解槽に導入される被処理水に水溶性の
ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アンモニウム
塩を添加した場合、被処理水中のハロゲンイオン（例え
ばＢｒ^-、Ｃｌ^-、Ｉ^-）が電解槽内で酸化されて殺菌能
力の高いハロゲン酸イオン（例えばＢｒＯ^-、Ｂｒ
Ｏ₂ ^-、ＣｌＯ^-、ＣｌＯ₂ ^-、ＩＯ^-、ＩＯ₂ ^-）となり、し
たがって電解槽から排出される処理水中には電解槽内で
生成したハロゲン酸イオンが含有されるので、このハロ
ゲン酸イオンによって、電極に接触せずに電解槽を通過
した微生物及び電解槽に接続された配管内に繁殖してい
る微生物を殺菌できることを知見し、本発明をなすに至
った。

【００１４】したがって、本発明は、被処理水を固定床
型三次元電極電解槽に導入して電気化学的に処理する方
法において、ハロゲン化アルカリ金属塩及びハロゲン化
アンモニウム塩から選択される少なくとも１種の水溶性
塩を前記被処理水に添加することを特徴とする被処理水
の電気化学的処理方法を提供する。

【００１５】本発明に用いる固定床型三次元電極電解槽
は、電解槽本体の内部に水が通過可能な給電用陽極と給
電用陰極とを互いに離間させて設置するとともに、両給
電用電極間に水が通過可能な固定床型三次元電極を配置
したものであり、両給電用電極間に電圧を印加すること
により、固定床型三次元電極に正帯電部と負帯電部とを
形成させるものである。固定床型三次元電極電解槽に
は、単極式電解槽と複極式電解槽がある。単極式電解槽
は、固定床型三次元電極に正帯電部と負帯電部との対が
一対形成されるものであり、複極式電解槽は、固定床型
三次元電極に正帯電部と負帯電部との対が複数対形成さ
れるものである。

【００１６】固定床型三次元電極電解槽において、電解
槽本体は、長期間の使用や再度の使用に耐え得る電気絶
縁材料、例えばポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
ビニルメタクリレートといった合成樹脂等で形成するこ
とができる。

【００１７】給電用陽極は、例えば、炭素材（活性炭、
炭、コークス、石炭等）、グラファイト材（炭素繊維、
カーボンクロス、グラファイト等）、炭素複合材（炭素
に金属を粉状で混ぜ焼結したもの等）、活性炭素不織布
といった炭素系材料、上記炭素系材料に白金、パラジュ
ウム、ニッケルといった金属を担持させた材料、寸法安
定性電極（白金族酸化物被覆チタン材）、白金被覆チタ
ン材、ニッケル材、ステンレス材、鉄材等からなる、平
板状、エキスパンドメッシュ状又はパーフォレーテッド
プレート状の多孔板などによって形成することができ
る。

【００１８】給電用陰極は、例えば、白金、ステンレ
ス、チタン、ニッケル、銅、ハステロイ、グラファイ
ト、炭素材、軟綱、白金族金属をコーティングした金属
材料等からなる、平板状、エキスパンドメッシュ状又は
パーフォレーテッドプレート状の多孔板などによって形
成することができる。

【００１９】また、固定床型三次元電極は、固定床形成
材料を用いて形成する。かかる固定床形成材料として
は、例えば、活性炭、グラファイト、炭素繊維等の炭素
系材料、ニッケル、銅、ステンレススチール、鉄、チタ
ン等の金属材料、上記金属材料に貴金属をコーティング
した貴金属被覆材料などを、粒状、球状、フェルト状、
織布状、多孔質ブロック状等に形成したものを用いるこ
とができる。

【００２０】上述した固定床型三次元電極電解槽では、
両給電用電極の間に電圧を印加すると、固定床型三次元
電極に正帯電部と負帯電部との対が形成される（単極式
電解槽では一対、複極式電解槽では複数対）。そのた
め、電解槽内に被処理水を通水し、給電用電極又は三次
元電極の表面に水中の微生物が接触すると、微生物が給
電用電極や三次元電極の表面で酸化還元反応を受けた
り、電流に接触したりすることにより、微生物が死滅す
ると考えられる。死滅する微生物としては、例えば、細
菌（バクテリア）、糸状菌（黴）、酵母、変形菌、単細
胞の藻類、原生動物、ウイルス等が挙げられる。

【００２１】この場合、両給電用電極の間に印加する電
圧は、給電用電極や三次元電極の表面に接触した微生物
を死滅させることのできる大きさの電圧であれば十分で
あり、両給電用電極の間に電流を流して水素、酸素等の
ガス発生を伴う実質的な電解反応を生じさせる大きさの
電圧である必要はない。ガス発生を伴うと被処理水に化
学的変化が生じる可能性があり、また電圧を高くすれば
それだけ消費電力量が増えて経済的に不利になるので、
むしろ実質的な電解反応が生じない低い電圧を両給電用
電極間に印加することが好ましい。したがって、本発明
では、印加電位を陽極電位が実質的な酸素発生を伴わな
い＋０．２〜＋１．２Ｖ（vs.SCE）、陰極電位が実質的
に水素発生を伴わない０〜−１．０Ｖ（vs.SCE）となる
ようにすることが望ましい。ただし、弊害がなければガ
スを発生させつつ被処理水を処理してもよい。なお、本
発明では、上記のように電極表面上で実質的な電解反応
が生じないことがあるので、本発明方法に使用される電
解槽は電気化学的処理槽というべきであるが、一般呼称
に従って固定床型三次元電極電解槽と称する。

【００２２】本発明は、被処理水を固定床型三次元電極
電解槽に導入して電気化学的処理を行うに際し、ハロゲ
ン化アルカリ金属塩及びハロゲン化アンモニウム塩から
選択される少なくとも１種の水溶性塩を電解槽に導入さ
れる被処理水に添加するものである。ここで、ハロゲン
化アルカリ金属塩としては、例えば、塩化ナトリウム、
塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、沃化ナ
トリウム、沃化カリウム等を挙げることができ、ハロゲ
ン化アンモニウム塩としては、例えば、塩化アンモニウ
ム、臭化アンモニウム、沃化アンモニウム等を挙げるこ
とができる。なお、本発明においてハロゲン化物をハロ
ゲン化アルカリ金属塩及びハロゲン化アンモニウム塩に
限定しているのは、カルシウムやマグネシウムを含むハ
ロゲン化アルカリ土類金属塩を用いるとスケールの発生
原因となるからである。

【００２３】本発明において、ハロゲン化アルカリ金属
塩として特に好ましいのは臭化アルカリ金属塩であり、
ハロゲン化アンモニウム塩として特に好ましいのは臭化
アンモニウム塩である。臭化アルカリ金属塩又は臭化ア
ンモニウム塩を用い、処理水中に臭素酸イオン（例えば
ＢｒＯ^-）を含有させることにより、きわめて優れた殺
菌効果を得ることができる。

【００２４】ハロゲン化アルカリ金属塩及びハロゲン化
アンモニウム塩から選ばれる水溶性塩の添加量に特に制
限はないが、固定床型三次元電極電解槽に導入される被
処理水中のハロゲンイオン濃度が、臭素イオンの場合は
１０〜１５０ｐｐｍ、塩素イオンの場合は４０〜１５０
ｐｐｍ、沃素イオンの場合は１０〜１５０ｐｐｍとなる
ように、各ハロゲンの水溶性塩を被処理水に添加するこ
とが好ましい。ハロゲンイオン濃度が前記範囲より少な
いと、ハロゲン酸イオンの生成量が少なすぎて十分な殺
菌効果を得られないことがある。また、ハロゲンイオン
濃度が前記範囲より多いと、被処理液に含まれる電解質
量が多くなりすぎ、両給電用電極が通電して両給電用電
極に電圧が加わらなくなって、電極接触による電気化学
的殺菌作用が弱くなるとともに、ハロゲンイオンからハ
ロゲン酸イオンへの酸化反応が良好に行われなくなるこ
とがある。なお、工業用水や水道水には、もともと１５
〜３０ｐｐｍ程度の塩素イオンが含まれているのが通常
である。したがって、前記水溶性塩として塩化物を用い
る場合は、もともと含まれている塩素イオンを含めた塩
素イオン濃度が前記範囲となるようにする。

【００２５】本発明において、水溶性の防食剤を被処理
水に添加することは、本発明の効果をなんら損なうもの
ではない。使用可能な防食剤としては、例えば、亜硝
酸、珪酸、モリブデン酸、タングステン酸、オキシ酸、
アミノ酸、脂肪族有機酸、脂肪族アミノ酸、芳香族カル
ボン酸、アルミン酸、ほう酸、リグニンスルホン酸、こ
れらの水溶性塩及び亜鉛塩、タンニン、リグニン、アミ
ン、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカ
プトベンゾチアゾール、オルトりん酸塩、ヘキサメタり
ん酸塩、ヒドロキシエチリデンホスホン酸、ホスホノブ
タントリカルボン酸塩等が挙げられる。

【００２６】また、本発明において、水溶性のスケール
付着防止剤を被処理水に添加することは、本発明の効果
をなんら損なうものではない。使用可能なスケール付着
防止剤としては、例えば、アクリル酸、マレイン酸、メ
タクリル酸、スルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルス
ルホン酸、スチレンスルホン酸、イタコン酸、イソブチ
レン酸、フマール酸、これらの化合物の塩や、無水マレ
イン酸、アクリルアミド、アクリル酸エステル、酢酸ビ
ニル、スチレン、エチレンオキサイド、エチレン、ｎ−
ブチレン及びイソブチレンから選ばれる１種以上の化合
物のポリマーなどが挙げられる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。ま
ず、本発明に使用する固定床型三次元電極電解槽の好ま
しい例１〜４を示す。

【００２８】固定床型三次元電極電解槽１ 図２は固定床型三次元電極電解槽の例１（複極式電解
槽）を示す断面図である。図中２は上下にフランジ１を
有する円筒形に形成された合成樹脂製の電解槽本体を示
す。電解槽本体２内の上端部及び下端部には、それぞれ
メッシュ状の多孔板からなる給電用陽極３及び給電用陰
極４が設置されている。両給電用電極３、４間には複数
個（本例では３個）のスポンジ状の固定床形成材料５が
積層されているとともに、各固定床形成材料５の間及び
固定床形成材料５と両給電用電極３、４との間にはそれ
ぞれ多孔性の隔膜又はスペーサ６が配置されている。上
記隔膜としては、例えば織布、素焼板、粒子焼結プラス
チック、多孔板、イオン交換膜等が用いられ、スペーサ
としては、例えば電気絶縁性材料で製作された織布、多
孔板、網、棒状材等が使用される。

【００２９】図２の電解槽に下方から矢印で示すように
例えば臭化ナトリウムを添加した被処理水を供給しなが
ら通電を行うと、各固定床形成材料５が分極して図示の
ように下面が正、上面が負に帯電し、固定床形成材料５
内及び固定床形成材料５間に電位が生じる。そのため、
電解槽内を流通する被処理水に含まれる微生物が給電用
電極３、４や固定床形成材料５に接触し、殺菌された
後、処理水が電解槽の上方から排出される。また、被処
理水に含まれるＢｒ^-が電解槽内で酸化されて殺菌力の
高いＢｒＯ^-等の臭素酸イオンになり、この臭素酸イオ
ンによって、殺菌されずに電解槽を通過した処理水中の
微生物や、電解槽の下流の配管内で繁殖している微生物
が殺菌される。

【００３０】固定床型三次元電極電解槽２ 図３は固定床型三次元電極電解槽の例２（複極式電解
槽）を示す断面図である。本例の電解槽は、図２の電解
槽の各固定床形成材料５を活性炭、グラファイト、炭素
繊維等の炭素系材料で形成するとともに、各固定床形成
材料５の陽分極する側に、それぞれ酸化イリジウム、酸
化ルテニウム等の白金族金属酸化物からなるメッシュ状
の不溶性金属材料７を密着状態で配置したものである。
その他の点は図２の電解槽と同じであるので、同一参照
符号を付して説明を省略する。

【００３１】固定床形成材料５として炭素系材料を使用
し、かつ陽極から酸素ガスが発生する条件で被処理水を
処理する場合、固定床形成材料５の最も強く陽分極する
端部には酸素ガスが最も多く発生し、固定床形成材料５
の炭素系材料が酸素ガスにより酸化されて炭酸ガスとし
て溶解する。これに対し、本例の電解槽のように、固定
床形成材料５の最も強く陽分極する端部に不溶性金属材
料７を密着配置しておくと、不溶性金属材料７の過電圧
は固定床形成材料５を形成する炭素系材料の過電圧より
低いので、殆どの酸素ガスは不溶性金属材料７から発生
し、固定床形成材料５は殆ど酸素ガスと接触しなくな
る。そのため、炭素系材料からなる固定床形成材料５の
溶解が抑制される。

【００３２】固定床型三次元電極電解槽３ 図４は固定床型三次元電極電解槽の例３（複極式電解
槽）を示す断面図である。図中１２は上下にフランジ１
１を有する円筒形に形成された合成樹脂製の電解槽本体
を示す。電解槽本体１２内の上端部及び下端部には、そ
れぞれメッシュ状の多孔板からなる給電用陽極１３及び
給電用陰極１４が設置されている。両給電用電極１３、
１４間には、炭素系材料等の導電性材料で形成された多
数の粒状の固定床形成材料１５と、この固定床形成材料
１５より少数の合成樹脂製等からなる絶縁粒子１８と
が、ほぼ均一に混在した状態で配置されている。絶縁粒
子１８は、両給電用電極１３、１４が短絡することを防
止している。

【００３３】図４の電解槽に下方から矢印で示すように
例えば臭化ナトリウムを添加した被処理水を供給しなが
ら通電を行うと、各固定床形成材料１５が分極して給電
用陽極１３側が負、給電用陰極１４側が正に帯電する。
したがって、図２の電解槽と同様に、被処理水中の微生
物が給電用電極１３、１４や固定床形成材料１５に接触
して殺菌されるとともに、被処理水に含まれるＢｒ^-が
酸化されてＢｒＯ^-等の臭素酸イオンになる。

【００３４】固定床型三次元電極電解槽４ 図５は固定床型三次元電極電解槽の例４（単極式電解
槽）を示す断面図である。図中２２は上下にフランジ２
１を有する円筒形に形成された合成樹脂製の電解槽本体
を示す。電解槽本体２２内の上端部及び下端部には、そ
れぞれメッシュ状の多孔板からなる給電用陽極２３及び
給電用陰極２４が設置されている。両給電用電極２３、
２４の中間部には隔膜２６が設置され、これにより電解
槽本体２２の内部が陽極室２７と陰極室２８とに分けら
れている。また、陽極室２７及び陰極室２８には、炭素
繊維等の導電性材料からなる一対のフェルト状の固定床
形成材料２５が給電用電極２３、２４とそれぞれ接触し
た状態で配置されている。

【００３５】図４の電解槽に下方から矢印で示すように
例えば臭化ナトリウムを添加した被処理水を供給しなが
ら通電を行うと、陽極室２７内の固定床形成材料２５が
正、陰極室２８内の固定床形成材料２５が負に帯電す
る。したがって、図２の電解槽と同様に、被処理水中の
微生物が給電用電極２３、２４や固定床形成材料２５に
接触して殺菌されるとともに、被処理水に含まれるＢｒ
^-が酸化されてＢｒＯ^-等の臭素酸イオンになる。

【００３６】次に、実験例１〜７を示す。これらの実験
例では、固定床型三次元電極電解槽を組み込んだ図１の
循環殺菌システムを用いた。図１において、３０は図２
に示した電解槽、３１は開放型貯水槽、３２は貯水槽３
１と電解槽３０との間に設けられた被処理水導入管、３
３は被処理水導入管３２に介装された送液ポンプ、３４
は被処理水導入管３２に連結された薬剤注入ポンプ、３
５は電解槽３０と貯水槽３１との間に設けられた処理水
排出管を示す。

【００３７】電解槽３０において、電解槽本体１は塩化
ビニル樹脂からなる高さ１００ｍｍ、内径５０ｍｍのフ
ランジ付き円筒体であり、固定床形成材料５は開孔率６
０％のスポンジ状炭素繊維からなる直径５０ｍｍ、厚さ
１０ｍｍのものであり、隔膜６は開孔率８５％で直径５
０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのポリエチレン製多孔板であ
り、給電用陽極３及び給電用陰極４はいずれも白金を表
面にメッキしたチタンからなる直径４８ｍｍ、厚さ１．
０ｍｍのメッシュ状のものであった（図２参照）。

【００３８】開放型貯水槽３１は、高さ５００ｍｍ、内
径３００ｍｍの円筒形で、ＳＧＰ（配管用炭素鋼鋼管）
製であった。送液ポンプ３３は一般的なもので、０．５
〜１０リットル／分の送流能力を持つものであり、薬剤
注入ポンプ３４は、吐出量１５〜４０ｃｃ／分のダイヤ
フラム型定量ポンプであった。被処理水導入管３２及び
処理水排出供給管３５は内径２０ｍｍのＳＧＰ製のもの
であり、両管３２及び３５の総長さは１０００ｍｍであ
った。

【００３９】実験例１ 図１に示したシステムを使用して工業用水の殺菌処理を
行った。使用した工業用水は、１９ｐｐｍの塩素イオン
を含有し、臭素イオンを実質的に含まないものであっ
た。まず、貯水槽３１、被処理水導入管３２及び処理水
排出供給管３５の内壁を洗浄し、これら内壁に付着して
いる微生物及びスケールを除去した。貯水槽３１に２０
リットルの工業用水を注入し、その中に１．７ｇの臭化
ナトリウム・２水塩を完全に溶解し（Ｂｒ^-として４０
ｐｐｍ）、送液ポンプ３３の作動により１．２リットル
／分の速度で送流を開始した後、電解槽３０に通電し
た。印加電位は、陽極電位が＋０．７Ｖ（vs.SCE）、陰
極電位が−０．６Ｖ（vs.SCE）であった。

【００４０】通電を開始してから１分後、５分後、３０
分後、６時間後、２４時間後及び１週間後における循環
水の分析を行った。この場合、図中Ｓ1、Ｓ2及びＳ3の
サンプリングポイントで循環水を採取し、その中に含ま
れる細菌数をＪＩＳ Ｋ−０１０２（’９３）に準じて
測定した。Ｓ1は貯水槽３１の水に含まれる微生物を調
べるためのポイント、Ｓ2は電解槽３０による処理後の
水に含まれる微生物を調べるためのポイント、Ｓ3は配
管内の付着微生物の影響を定量的に分析するためのポイ
ントである。結果を表１に示す。

【００４１】通常、ＮａＢｒは殺菌剤又は防黴剤の範疇
に入っておらず、水中のＢｒ^-は本実験例の濃度（４０
ｐｐｍ）では水中の微生物に対しなんら影響を与えな
い。しかし、本発明では電解槽３０でＢｒ^-がＢｒＯ^-、
ＢｒＯ₂ ^-等の臭素酸イオンになり、臭素酸イオンを含む
水が配管内を流れるので、本実験例の結果に見られるよ
うに、３０分後には循環水中に微生物が殆ど存在しなく
なった。これは、電解槽３０を通過した微生物及び配管
３２、３５の内壁に付着した微生物がＢｒＯ^-によって
殺菌されるためであると考えられる。

【００４２】実験例２ 貯水槽３１の水に臭化ナトリウム・２水塩を添加しなか
ったこと以外は、実験例１と同条件で処理を行った。結
果を表１に示す。その結果、電解槽３０を出た直後の処
理水中の菌数は減少するものの、貯水槽３１の水中の菌
数は時間経過と共に増加した。これは、配管３２、３５
の内壁で微生物が繁殖するためであると考えられる。

【００４３】実験例３ 貯水槽３１の水に臭化ナトリウム・２水塩を添加せず、
かつ、次亜塩素酸ナトリウムをＣｌＯ^-濃度が４０ｐｐ
ｍ（実験例１のＢｒ^-濃度と同じ濃度）となるように水
に溶解した水溶液１２０ｍｌを薬剤注入ポンプ３４から
被処理水中に４０ｍｌ／分の速度で注入したこと以外
は、実験例１と同条件で処理を行った。ただし、次亜塩
素酸ナトリウム水溶液の注入開始後３分まではポンプ３
３の送流速度を１．１６リットル／分に減じ、３分後に
１．２リットル／分に戻した。結果を表１に示す。

【００４４】表１の結果より、殺菌剤又は防黴剤として
最も一般的である次亜塩素酸ソーダを被処理水に添加し
た場合、臭化ナトリウム・２水塩を添加した場合に比べ
て微生物に対する殺菌効果が劣ることがわかった。これ
は、電解槽３０でＣｌＯ^-が殺菌力のないＣｌ^-に還元さ
れてしまうためであると考えられる。

【００４５】実験例４ 貯水槽３１の水に臭化ナトリウム・２水塩に代えて塩化
カリウムをＣｌ^-濃度が４０ｐｐｍとなるように添加し
たこと以外は、実験例１と同条件で処理を行った。結果
を表１に示す。

【００４６】通常、ＫＣｌは殺菌剤又は防黴剤の範疇に
入っておらず、水中のＣｌ^-は本実験例の濃度（４０ｐ
ｐｍ）では水中の微生物に対しなんら影響を与えない。
しかし、本発明では電解槽３０でＣｌ^-が殺菌力の強い
ＣｌＯ^-等の塩素酸イオンになり、塩素酸イオンを含む
水が配管内を流れるので、本実験例の結果に見られるよ
うに、ＮａＢｒを用いた場合に近い優れた効果が得られ
た。

【００４７】実験例５ 実験例１の臭化ナトリウム・２水塩の使用量を５倍量
（Ｂｒ^-として２００ｐｐｍ）にしたこと以外は、実験
例１と同条件で処理を行った。本例では、微生物に対す
る殺菌効果は実験例１に比べて低かった。これは、被処
理液に含まれる電解質量が多くなりすぎ、両給電用電極
が通電して両給電用電極に電圧が加わらなくなって、電
極接触による電気化学的殺菌作用が弱まるとともに、Ｂ
ｒ^-からＢｒＯ^-等の臭素酸イオンへの酸化反応が良好に
行われなくなるためであると考えられる。

【００４８】実験例６ 実験例１の臭化ナトリウム・２水塩の使用量を１／８倍
量（Ｂｒ^-として５ｐｐｍ）にしたこと以外は、実験例
１と同条件で処理を行った。本例では、微生物に対する
殺菌効果は実験例１に比べて低かった。これは、電解槽
における臭素酸イオンの生成量が少ないためであると考
えられる。実験例７ 実験例１の臭化ナトリウム・２水塩の使用量を１／４倍
量（Ｂｒ^-として１０ｐｐｍ）及び３倍量（Ｂｒ^-として
１２０ｐｐｍ）にしたこと以外は、実験例１と同条件で
処理を行った。本例では、添加量１０ｐｐｍ及び１２０
ｐｐｍのいずれの場合も、微生物に対する殺菌効果は実
験例１と同様あるいはそれ以上に優れていた。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、被処理水を固定床型三
次元電極電解槽に導入して電気化学的に処理するに際
し、電解槽の電極に接触した微生物の殺菌のみならず、
電極に接触しないで電解槽を通過した微生物及び電解槽
に接続された配管内に巣くっている微生物をも殺菌する
することができ、微生物を含有する水や水溶液の殺菌処
理をほぼ完全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験例に用いた循環殺菌システムを示すフロー
図である。

【図２】固定床型三次元電極電解槽の一例を示す断面図
である。

【図３】固定床型三次元電極電解槽の一例を示す断面図
である。

【図４】固定床型三次元電極電解槽の一例を示す断面図
である。

【図５】固定床型三次元電極電解槽の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】 ２ 電解槽本体 ３ 給電用陽極 ４ 給電用陰極 ５ 固定床形成材料 ６ 隔膜又はスペーサ １２ 電解槽本体 １３ 給電用陽極 １４ 給電用陰極 １５ 固定床形成材料 １８ 絶縁粒子 ２２ 電解槽本体 ２３ 給電用陽極 ２４ 給電用陰極 ２５ 固定床形成材料 ２６ 隔膜 ３０ 固定床型三次元電極電解槽 ３２ 被処理水導入管 ３５ 処理水排出管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理水を固定床型三次元電極電解槽に
   導入して電気化学的に処理する方法において、ハロゲン
   化アルカリ金属塩及びハロゲン化アンモニウム塩から選
   択される少なくとも１種の水溶性塩を前記被処理水に添
   加することを特徴とする被処理水の電気化学的処理方
   法。
2. 【請求項２】 ハロゲン化アルカリ金属塩及びハロゲン
   化アンモニウム塩がそれぞれ臭化アルカリ金属塩及び臭
   化アンモニウム塩である請求項１に記載の電気化学的処
   理方法。
3. 【請求項３】 臭化アルカリ金属塩及び臭化アンモニウ
   ム塩から選択される少なくとも１種の水溶性塩を被処理
   水中の臭素イオン濃度が１０〜１５０ｐｐｍとなるよう
   に被処理水に添加する請求項２に記載の電気化学的処理
   方法。